PL204961B1 - Zespół stabilizatora do ciągłej transformacji termokatalitycznej odpadów z tworzyw sztucznych poliolefinowych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotowy wynalazek dotyczy zespołu stabilizatora do ciągłej transformacji termokatalitycznej odpadów z tworzyw sztucznych poliolefinowych. W szczególności, przedmiotowy zespół stabilizatora ma zastosowanie w ciągu technologiczno-ruchowym do przeróbki odpadów z tworzyw sztucznych na wysokojakościową mieszaninę węglowodorów złożoną głównie z węglowodorów nienasyconych, przy czym produktem wejściowym są zanieczyszczone odpady z tworzyw poliolefinowych, np. polietylenowe lub polipropylenowe, a wsad doprowadzany do stabilizatora katalitycznego jest już upłynniony i częściowo transformowany. Proces w stabilizatorze katalitycznym zachodzi w obecności katalizatora.

Znana jest powszechnie z polskiego opisu patentowego nr PL 188 936 B1 instalacja do przekształcania odpadów poliolefinowych w węglowodory, która obejmuje stabilizator, który posiada układ grzewczy w postaci otaczającej go od dołu komory spalinowej ogrzewanej korzystnie przynajmniej jednym palnikiem zasilanym produktami reakcji, przy czym przez wnętrze stabilizatora przechodzą rury grzewcze, powyżej górnej krawędzi mieszadła wyprowadzone poprzez przegrodę sitową do komory odlotowej spalin. Do stabilizatora tego podaje się wraz z rozdrobnionym surowcem katalizator w ilości do 30% wag masy surowca, przy czym katalizator stanowią cementy, krzemiany metali ciężkich, kalafoniany metali ciężkich lub ich mieszaniny.

Znane stabilizatory nie zapewniają równomiernego rozkładu temperatury, zwłaszcza dna, naczynia stabilizatora. Wymagają one dużego zużycia, często kosztownych katalizatorów. Oznaczają się skomplikowaną konstrukcją.

Celem przedmiotowego rozwiązania jest konstrukcja zespołu stabilizatora do ciągłej transformacji termokatalitycznej odpadów poliolefinowych w postaci upłynnionej w ciągu technologiczno-ruchowym, przy wsadzie w postaci nierozdrobnionych odpadów, o prostej i taniej konstrukcji, z wkł adem taniego katalizatora, o równomiernym rozkładzie temperatury zarówno dna jak i masy reakcyjnej.

Zespół stabilizatora do ciągłej transformacji termokatalitycznej odpadów z tworzyw sztucznych poliolefinowych, posiadający zespół grzejny z komorą spalinową i co najmniej jednym palnikiem oraz stabilizator termokatalityczny, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zespół grzejny zawiera pośrednią komorę grzejną, a stabilizator katalityczny ma postać poziomego naczynia o przekroju poprzecznym z dnem dwuwypukłym. W korzystnym wykonaniu dno pośredniej komory grzejnej stanowi, korzystnie wypukłe ku górze, sklepienie komory spalinowej, a od góry jest ona ograniczona skierowanym ku dołowi, dwuwypukłym dnem stabilizatora katalitycznego w kształ cie W. Korzystnie dno ma w przekroju postać dwóch wycinków koł a o kącie opasania 120 deg każdy. Korzystnie sklepienie komory paleniskowej zawiera 16 otworów, zapewniających równomierny rozdział strumienia cieplnego płomieni pod dnem stabilizatora rozmieszczonych korzystnie dwurzędowo.

W korzystnym wykonaniu wynalazku poziome naczynie stabilizatora katalitycznego skł ada się z komory górnej i dwóch komór bocznych, przy czym najlepiej, jeśli poziome naczynie stabilizatora wykonane było w postaci wanny szczelnie zamkniętej głowicą. Korzystnie, wanna i głowica wykonane są ze stali kwasoodpornej. W korzystnym wykonaniu boczne komory posiadają układy ślimakowe do wyprowadzania produktów odpadowych. Każda z dwóch komór bocznych zawiera korzystnie jeden przenośnik ślimakowy układu wprowadzającego produkty odpadowe, przy czym przenośniki ślimakowe układów wyprowadzających produkty odpadowe umieszczone są w dolnych częściach komór bocznych, korzystnie około 100 mm od dna. Nad wypukłymi częściami dna stabilizatora katalitycznego korzystnie umieszczone są mieszadła, zapewniające równomierność rozmieszczenia katalizatora w masie reakcyjnej, przy czym najlepiej jest kiedy każde z mieszadeł stanowi zespół sześciu sześciołopatkowych wirników umieszczonych na jednej osi. Korzystnie wzdłuż ściany bocznej stabilizatora katalitycznego umieszczony jest kanał chłodnicy, który posiada wychwyt skroplonych gazów. Korzystnie wychwyt rozciąga się na całą szerokość ściany bocznej stabilizatora i przechodzi w kanał wylotowy, który zakończony jest kanałem chłodnicy gazów, przechodzącym w rurociąg prowadzący do chłodnicy. Korzystnie, komora spalinowa zawiera co najmniej jeden wlot powietrza wtórnego albo dwa wloty powietrza wtórnego. Najlepiej, jeśli wloty powietrza wtórnego rozstawione są symetrycznie względem osi wzdłużnej palnika.

Przedmiotowy wynalazek zostanie przedstawiony w przykładzie wykonania na schematycznym rysunku na którym fig. 1 przedstawia przekrój poprzeczny zespołu stabilizatora, fig. 2 przedPL 204 961 B1 stawia przekrój poprzeczny naczynia stabilizatora katalitycznego, a fig. 3 przedstawia przekrój wzdłużny naczynia stabilizatora katalitycznego.

Na fig. 1 przedstawiono schematycznie przekrój poprzeczny zespołu stabilizatora. Zespół ten posiada zespół grzejny 2, z obudową 3 i z komorą spalania 7, stabilizator termokatalityczny 1 i pośrednią komorę grzejną 5. Komora spalania 7 zawiera gazowy palnik 4 i spala gaz gazyfikatora trocin, które ponadto zawiera (niepokazane) zasobnik trocin usytuowany na zewnątrz hali produkcyjnej oraz podajnik trocin. Zastosowano krajowy gazyfikator trocin o mocy 100 kW. Ponadto komora spalania 7 zawiera dwa wloty powietrza wtórnego 26 umieszczone symetrycznie względem osi wzdłużnej palnika. Cała komora spalania 7 wykonana jest z ceramiki ogniotrwałej, tj. 12 cm warstwy cegły szamotowej wraz z wypukłym sklepieniem 6, otoczona obudową 3 z materiału termoizolacyjnego, w tym przypadku z cegły perlitowej i wełny mineralnej i osłonięta dodatkowo od zewnątrz blachą stalową.

Pośrednia komora grzejna 5 zawarta jest pomiędzy sklepieniem 6 komory spalania 7 i dwuwypukłym dnem 8 stabilizatora katalitycznego połączona jest z komorą spalinową (dolną) za pomącą 16 otworów 9 o średnicy 80 mm rozstawionych korzystnie dwurzędowo lub czterorzędowo.

Stabilizator katalityczny 1 ma postać poziomego naczynia o przekroju poprzecznym z dnem 8 utworzonym przez połączone dwa wycinki koła o kącie opasania 120 deg każdy, w którym można wyróżnić komorę górną 13 i dwie komory boczne 18. Stabilizator katalityczny 1 ma ogólne gabaryty 1200 x 1200 x 820 mm i stanowi konstrukcję spawaną wykonaną z blach o grubości 10 mm. Dolną część naczynia stabilizatora wykonano w postaci wanny 15 posiadającej ściany boczne z blachy nierdzewnej 1H18N9T, a dno dwuwypukłe z blachy kwaso i żaroodpornej H20N12S2, przy czym dno wzmocnione jest tężnikami 29 z blachy H20N12S2 o grubości 10 mm, widocznymi na fig. 2, fig. 3 przedstawiającymi przekroje naczynia stabilizatora katalitycznego 1. Górną część naczynia stabilizatora katalitycznego 1 stanowi głowica 16 wykonana ze stali kwasoodpornej 1H18N9T o grubości 8 mm. Wzdłuż ściany bocznej naczynia stabilizatora katalitycznego 1 umieszczony jest kanał chłodnicy 25 posiadający wychwyt 30 skroplonych gazów, wykonany zwykle w postaci dwóch skośnych półek, rozciągających się wzdłuż całej szerokości ściany bocznej stabilizatora 1, przechodzący w kanał wylotowy 12, który stanowi jego połączenie z kanałem chłodnicy 25. Kanał chłodnicy 25, poprzez otwór wylotowy przechodzi w (niepokazany) kanał odprowadzania frakcji lotnej prowadzący do chłodnicy (niepokazanej). Wanna 15 i głowica 16 połączone są rozłącznie kołnierzem 34 i wzmocnione od zewnątrz konstrukcją (niepokazaną) wykonaną z płaskowników o przekroju 10 x 100 spawanych w kratownicę o boku około 134 mm, przy czym kratownica dla ścian wanny 15 wykonana jest ze stali H5M, a dla głowicy 16 ze stali 18G2. W środku dna 8 znajduje się usztywniacz dna 35, także z blachy H20N12S2.

Równomierność rozprowadzenia katalizatora w masie reakcyjnej wyprowadzanej przewodem wlotowym 33 zapewniają dwa mieszadła 11. Mieszadła obracają się ze stałą prędkością obrotową 12 obrotów na minutę. Każde z mieszadeł 11 stanowi zespół sześciu sześciołopatkowych wirników 20 umieszczonych na jednej osi 17 i napędzanych motoreduktorem o mocy 0,37 kW.

Powyżej dna stabilizatora na wysokości 100 mm od dna 8 stabilizatora katalitycznego 1 znajdują się spusty 36 do okresowego spustu zgromadzonych zanieczyszczeń. Układ spustowy zawiera dwa ślimakowe układy wyprowadzenia produktów odpadowych 14, z których każdy zawiera jeden przenośnik ślimakowy 19 o średnicy 105 mm umieszczony w rurze o średnicy 114 mm i obsługiwany ręcznie raz na dobę. Są one umieszczone na przegrodach izolacyjnych 10. Właściwą pracę stabilizatora zapewnia układ kontroli i sterowania przepływem ciepła, dopływem wsadu i temperaturami (niepokazany), który zawiera czujniki temperatury, przepływu i poziomu, współpracujące między innymi z elementami odczytu temperatury typu VIR 30 i regulatorami typu TROL. Układ pozwala między innymi na stałe utrzymywanie dna 8 stabilizatora katalitycznego 1 w zakresie temperatur 440-520°C, a także na utrzymywanie w nim stałego poziomu masy reakcyjnej.

Claims (22)

1. Zespół stabilizatora, zwłaszcza do ciągłej transformacji termokatalitycznej odpadów z tworzyw sztucznych poliolefinowych, posiadający zespół grzejny z komorą spalinową i co najmniej jednym palnikiem oraz stabilizator termokatalityczny zawierający katalizator, znamienny tym, że zespół grzej4

PL 204 961 B1 ny (2) zawiera pośrednią komorę grzejną (5), a stabilizator katalityczny (1) ma postać poziomego naczynia z dnem (8) dwuwypukłym.

2. Zespół stabilizatora według zastrz. 1, znamienny tym, że dno pośredniej komory grzejnej (5) stanowi, korzystnie wypukłe ku górze, sklepienie (6) komory spalania (7), a od góry jest ona ograniczona skierowanym ku dołowi, dwuwypukłym dnem (8) stabilizatora katalitycznego (1) w kształcie W.

3. Zespół stabilizatora według zastrz. 2, znamienny tym, że dno (8) ma w przekroju postać dwóch wycinków koła o kącie opasania 120 deg każdy.

4. Zespół stabilizatora według zastrz. 2, znamienny tym, że pośrednia komora grzejna (5) połączona jest z komorą spalania (7) układem szesnastu otworów (9) w sklepieniu (6).

5. Zespół stabilizatora według zastrz. 4, znamienny tym, że otwory (9), rozdzielające płomień, umieszczone są w sklepieniu (6) dwurzędowo.

6. Zespół stabilizatora według zastrz. 1, znamienny tym, że poziome naczynie stabilizatora katalitycznego składa się z komory górnej (13) i dwóch komór bocznych (18).

7. Zespół stabilizatora według zastrz. 6, znamienny tym, że poziome naczynie stabilizatora wykonane jest w postaci wanny (15) szczelnie zamkniętej głowicą (16).

8. Zespół stabilizatora według zastrz. 7, znamienny tym, że wanna (15) wykonana jest ze stali kwasoodpornej.

9. Zespół stabilizatora według zastrz. 8, znamienny tym, że głowica (16) wykonana jest ze stali kwasoodpornej.

10. Zespół stabilizatora według zastrz. 6, znamienny tym, że boczne komory (18) posiadają układy ślimakowe do wyprowadzania produktów odpadowych (14).

11. Zespół stabilizatora według zastrz. 10, znamienny tym, że każda z dwóch komór bocznych (18) zawiera jeden przenośnik ślimakowy (19) układu wprowadzającego produkty odpadowe (14).

12. Zespół stabilizatora według zastrz. 11, znamienny tym, że przenośniki ślimakowe (19) układów wyprowadzających produkty odpadowe (14) umieszczone są w dolnych częściach komór bocznych (18), korzystnie około 100 mm od dna (8).

13. Zespół stabilizatora według zastrz. 11, znamienny tym, że nad wypukłymi częściami dna (8) stabilizatora katalitycznego (1) umieszczone są mieszadła (11), zapewniające równomierność rozmieszczenia katalizatora w masie reakcyjnej.

14. Zespół stabilizatora według zastrz. 13, znamienny tym, że każde z mieszadeł (11) stanowi zespół sześciu sześciołopatkowych wirników (20) umieszczonych na jednej osi (17).

15. Zespół stabilizatora według zastrz. 1, znamienny tym, że wzdłuż ściany bocznej stabilizatora katalitycznego (1) umieszczony jest kanał chłodnicy (25).

16. Zespół stabilizatora według zastrz. 15, znamienny tym, że kanał chłodnicy (25) posiada wychwyt (30) skroplonych gazów.

17. Zespół stabilizatora według zastrz. 16, znamienny tym, że wychwyt (30) rozciąga się na całą szerokość ściany bocznej stabilizatora.

18. Zespół stabilizatora według zastrz. 17, znamienny tym, że wychwyt (30) przechodzi w kanał wylotowy (12), który zakończony jest kanałem chłodnicy gazów (25).

19. Zespół stabilizatora według zastrz. 15, znamienny tym, że kanał chłodnicy (25) przechodzi w rurociąg prowadzący do chłodnicy.

20. Zespół stabilizatora według zastrz. 1, znamienny tym, że komora spalinowa (7) zawiera co najmniej jeden wlot powietrza wtórnego (26).

21. Zespół stabilizatora według zastrz. 1, znamienny tym, że komora spalinowa (7) zawiera dwa wloty powietrza wtórnego (26).

22. Zespół stabilizatora według zastrz. 21, znamienny tym, że wloty powietrza wtórnego (26) rozstawione są symetrycznie względem osi wzdłużnej palnika (4).